Ejercicios de química resueltos. Introducción a la química. Densidad química

[Introducción a la química] 2.1 [Conversión entre entidades y moles] 2.2 [Ley de Proust y cantidad de sustancia] 2.3 [Cálculo de masa molar teórica] 2.4 [ Conversiones masa, cantidad de sustancia] 2.5 [Conversiones de masa, cantidad de sustancia, átomos y moléculas] 2.6 [Densidad física] 2.7 [Densidad química]

Teoría: [Densidad] 

En esta sección se abordan ejercicios de química resueltos relacionados con la densidad química, un concepto que se diferencia de la densidad física en que aquí la identidad de la sustancia sí resulta esencial. Lo que interesa no es únicamente la relación entre masa y volumen, sino la posibilidad de contar la cantidad de entidades químicas presentes en un material a partir de su volumen. Esta perspectiva se remonta a la práctica de los antiguos alquimistas —como María la Judía—, cuyo instrumental era principalmente volumétrico, y se mantiene como fundamento en el trabajo experimental moderno.

Al realizar los cálculos de cantidad de sustancia y de entidades elementales, se observa que sustancias con la misma densidad física no necesariamente contienen el mismo número de entidades químicas. Este tipo de problemas presenta un nivel de complejidad mayor, ya que exige integrar varios principios teóricos fundamentales: el [Axioma de masa molar], [Masa molar teórica], la [Ley de Proust] y el [Axioma de densidad]. El objetivo es que el estudiante logre aplicar estas bases de manera articulada, comprendiendo cómo la densidad química conecta las magnitudes físicas con las realidades microscópicas de la materia.

Química de García

2.5.2.b.1. ¿Cuántas moles y cuántas moléculas de agua hay si tomamos una muestra de líquido puro con densidad 0.997 g/mL a 25 °C y fórmula molecular H₂O, de volumen 250.0 mL?

2.5.2.b.2. ¿Cuántas moles y cuántas moléculas de etanol hay si tomamos una muestra de líquido puro con densidad 0.789 g/mL a 25 °C y fórmula molecular C₂H₆O, de volumen 125.0 mL?

2.5.2.b.3. Tomamos una muestra de metanol (líquido puro) con densidad 0.791 g/mL a 25 °C, fórmula molecular CH₄O y volumen 200.0 mL. a) ¿Cuántos moles y cuántas moléculas hay en la muestra? b) ¿Cuántos átomos de C, átomos de H y átomos de O hay? c) ¿Cuántos átomos totales hay?

2.5.2.b.4. Tomamos una muestra de acetona (líquido puro) con densidad 0.784 g/mL a 25 °C, fórmula molecular C₃H₆O y volumen 75.0 mL. a) ¿Cuántos moles y cuántas moléculas hay en la muestra? b) ¿Cuántos átomos de C, átomos de H y átomos de O hay? c) ¿Cuántos átomos totales hay?

Química de Brown

Práctica 3.8. ¿Cuántos moles de agua hay en 1.00 L de agua, cuya densidad es 1.00 g/mL?

3.29 El nivel de concentración permitido de cloruro de vinilo, C₂H₃Cl, en la atmósfera de una planta química es 2.0 × 10⁻⁶ g/L. ¿Cuántos moles de cloruro de vinilo hay en cada litro? ¿Cuántas moléculas por litro?

Química de Chang

3.30 La densidad del agua es 1.00 g/mL a 4 °C. ¿Cuántas moléculas de agua hay en 2.56 mL de agua a esta temperatura?

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M. (2022). Chemistry: The Central Science (15th ed., AP Edition). Pearson Savvas Higher Education.

Chang, R., & Overby, J. (2010). Chemistry (10th ed., AP Edition). McGraw Hill.

García García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación química, 36(1), 82-108.

García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg. https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/p/quimica-general-garcia.html.